清華大學(xué)材料學(xué)院鐘敏霖教授團隊在超快激光制備的特殊微納米結(jié)構(gòu)超疏水表面上，首次發(fā)現(xiàn)液滴可以在結(jié)冰與融冰循環(huán)中實現(xiàn)Wenzel狀態(tài)到Cassie狀態(tài)的自發(fā)轉(zhuǎn)變，澄清了轉(zhuǎn)變的機理，明確了轉(zhuǎn)變的3個設(shè)計準則和形成條件。這一發(fā)現(xiàn)，對于潤濕性理論研究尤其是超疏水表面的自清潔、抗結(jié)冰等廣泛應(yīng)用具有重要學(xué)術(shù)和技術(shù)價值。

鐘敏霖教授團隊采用超快激光燒蝕和化學(xué)刻蝕等方法制備了4種不同微納結(jié)構(gòu)的超疏水表面（即規(guī)則微米柱-納米顆粒二級表面、微米凸起-納米顆粒不規(guī)則二級表面、微米柱單級表面以及化學(xué)刻蝕不規(guī)則微納米表面），開展系統(tǒng)的結(jié)冰和融冰研究，發(fā)現(xiàn)在超快激光制備的規(guī)則微米柱-納米顆粒二級超疏水表面上，液滴在結(jié)冰與融冰循環(huán)后可以自發(fā)地恢復(fù)到原始的Cassie狀態(tài)，其接觸直徑恢復(fù)率和接觸角恢復(fù)率高達97.8%和98.5%，并且融化后的液滴在3.7°的傾角下即可快速脫離，而其他表面均無法自發(fā)從Wenzel狀態(tài)恢復(fù)到Cassie狀態(tài)。

2022年1月19日，該研究成果以Spontaneous dewetting transitions of droplets during icing & melting cycle為題發(fā)表在Nature Communications上。論文由鐘敏霖教授團隊獨立完成，得到國家重點研發(fā)計劃項目、清華大學(xué)自主科研計劃項目、國家自然科學(xué)基金項目和防除冰技術(shù)聯(lián)合研究中心項目支持。